DE1480172A1

DE1480172A1 - Differentialbremse fuer Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1480172A1
Application number: DE19651480172
Authority: DE
Inventors: Schmid Leopold F
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-29
Filing date: 1965-09-29
Publication date: 1969-07-31
Also published as: SE305144B; GB1153720A; US3460404A

Description

Differentielbremse für Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen.

Die Erfindung befasst sich mit Differentialbremsen für Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen.

Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen sind Drehmoment-Verteiler, welche auf jedef der Triebräder das gleiche Drehmoment übertragen und verschiedene Raddrehzahlen beim Durchfahren von Kurven ermöglichen. Sie haben den Nachteil, dass das von ihnen übertragene Drehmoment durch das moment am Rad mit der niedrigeren Antriebskraft begrenzt wird, sodaea sie immer nur das Zweifache des am Rad mit der niedrigeren Antriebskraft auftretenden Momentes übertragen können.

Zur Herabminderung der nachteiligen Folgen dieser Eigenschaft von Ausgleichsgetrieben, die zum Stillstand des Fahrzeuges führen kann, wenn eines der Antriebsräder auf Eis, Schnee oder Schlamm durchrutscht, kennt men seit langem das sogenannte Sperrdifferential.

Bei einer bekannten Ausführungsform solcher Sperrdifferentiale befinden sich innerhalb des Differentialgehüuses zwei kleine Lamellenbremsen, welche die beiden Antriebswellen für die Rüder des Fahrzeuges über einen von federnden mitteln erzeugten Reibungsschluss so mit dem Differen· tialgehüuse verbinden, dass immer ein IDindestmoment gewährleistet ist.

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Bai einer anderen bekannten Aueführungsform solcher Sperrdifferentiale werden an Stelle der beiden vorerwähnten kleinen Lamellenbremsen zwei kleine von Federn beaufschlagte Konusbremeen zur Erzielung der gleichen Wirkung verwandet.

In beiden Fällen wird das vom Ausgleichsgetriebe übertragene Drehmoment zur Verstärkung des Reibungsschlusses der zwei kleinen Bremsen ausgenützt. Im ersteren Falle sind es axial verschiebbare Druckplatten, welche über SchrHgflachen vom Lagerbolzen der Planetenräder aueeinandergepreast werden, sodass der von den federnden mitteln erzeugte Druck auf die beiden kleinen Lamellenbremsen erhöht wird. Bei der zweiten bekannten Ausführungsform wird zur Erhöhung des von den Federn erzeugten Axialdruckea auf die beiden kleinen Konusbremsen die von den Planetenrädern auf die Differentialkegelräder ausgeübte spreizende Wirkung ausgenützt.

Schliesslich sind noch Sperrdifferentiale bekannt geworden, welche in Form von Gespärren auf der Basis der Freilaufe unter Verwendung von Klemmkurven und in Käfigen geführten Klemmrollen ausgeführt sind.

Allen diesen bis jetzt bekannt gewordenen Ausführungsformen von Sperrdifferentialen haftet der Nachteil an, dass ihr Sperrfaktor nur so gering sein kann, wie es mit Rücksicht ' auf die Fahrsicherheit, die ja durch ein Sperrdifferential mit zu hohem Sperrfaktor beeinträchtigt werden würde, gerade noch vertretbar ist. Die bis jetzt bekannt gewordenen Sperrdifferentiale eignen sich daher auch nicht für die Verwendung in geländegängigen Fahrzeugen und Lastwagen für den Baubetrieb. Für diese Fahrzeuge verwendet man daher anstelle von Sperrdifferentialen sogenannte Differentialsperren, welche die Wirkung des Ausgleichsgetriebes ganz ausschalten. Solche Differentialsperren sind zwar sehr vorteilhaft beim Befahren von schwierigem Gelände, vereisten oder verschlamm-

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ten Strassen, aber sie können nur bei geringer Fahrgeschwindigkeit verwendet werden. Vergisst der Fahrer, si« nach Uliedererreichen einer guten Strasee auezuschalten, dann fährt er bei der ersten Kurve mit hoher Geschwindigkeit geradeaus, weil die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges durch die Differentialsperre in einer Meise beeinträchtigt wird, die der überraschte Fahrer besonders dann nicht mehr korrigieren kann, wenn es sich um ein Fahrzeug mit Allradantrieb handelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Differentialbremsen für Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei denen das Bremsmoment der Differentialbremse vom Fahrer des Kraftfahrzeuges durch hydraulisch oder mechanisch betätigte mittel während der Fahrt willkürlich und stufenlos verändert werden kann. Diese willkürliche und stufenlose Veränderung des Bremsmomentes wird durch ein innerhalb des Achsgehäuses angeordnetes und axial verschiebbares Mittel erreicht, welches die vom Fahrer aufgebrachte Hand- oder FuQkraft oder aber die von einem Hilfsaggregat kommende Betätigungskraft auf die Differentialbremse weiterleitet. Dieses axial verschiebbare mittel ist vorzugsweise als ein hydraulisch beaufschlagter Ringkolben ausgebildet, dessen dem Ausgleichsgetriebe zugekehrte Stirnseite zur Aufnahme eines Ulälz- oder Gleitlagers ausgebildet ist; es kann aber auch ebensogut als ein mechanisch betätigter Hebel ausgebildet sein.

Differentialbremsen gemäss der Erfindung haben im Falle einer hydraulischen Betätigung einen Geberzylinder, dessen Kolben über federnde mittel beaufschlagt wird. Der Druck des hydraulischen Betätigungssystems wird auf ein im Blickfeld des Fahrers des Kraftfahrzeuges liegendes, eine Skala und einen Zeiger aufweisendes Instrument übertragen. Die Einteilung und die Beschriftung dieser Skala sind so ausgeführt, dass sie den jeweiligen, das Ausgleichsgetriebe beeinflussenden Sperrfaktor erkennen lassen.

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Oifferentialbremsen gemäss der Erfindung können in an sich bekannter llieise als Konusbremsen ausgebildet sein, deren konische Bremstrommel ausserhalb des Differentialgehäuses axial verschiebbar so angeordnet ist, dass sie direkt von dem hydraulisch beaufschlagten Ringkolben oder im Falle einer mechanischen Betätigung von dem entsprechenden Betätigungshebel beaufschlagt werden kann.

Eine Differentialbremse gemäss der Erfindung kann aber auch als Lamellenbremse ausgebildet sein und zwar so, dass sie auseerhalb des Differentialgehäuses liegt und direkt von dem axial verschiebbaren mittel beaufschlagt wird.

Eine Differentialbremse gemäss der Erfindung kann natürlich auch auf viele andere Arten ausgebildet sein, z.B. als eine Konusbrem&e, deren konischer Br ems ring sich innerhalb des Differentialgehäuses befindet, wobei die Beaufschlagung dieses konischen Bremsringes über axial im Differentialgehäuse verschiebbar gelagerte Bolzen erfolgt.

Durch die willkürliche und stufenlose Veränderung des Sperrfaktors bzw. des Bremamomentes von Differentialbremsen gemäss der Erfindung von Null bis zu einem für das Fahrzeug noch sinnvollen Höchstwert u/ird nicht nur die beste überhaupt möglich· Anpassung an die Verhältnisse von Stresse und Gelände erreicht, sondern auch ein Höchstmaß an Sicherheit. Der Aufbau und die Handhabung des Betätigungsmechanismus von Differentialbremsen gemäss der Erfindung sind einfach und funktionssicher.

Das Anzeigegerät für den Sperrfaktor erleichtert dem Fahrer von Baustellenfahrzeugen, der oftmals hintereinander dieselbe schwierige Strecke befahren muss, des Einstellen des aus der Erfahrung als richtig erkannten Sperrfaktora für beatimmte, besonders schwierige tUegstellen. Ea kenn eine Warnleuchte beinhalten, die nach Erreichen eines besonders hohen Sperrfaktore an das Ausschalten erinnert.

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Daa erfindungsgemässe hydraulische Betätigungssyatem erlaubt auch bei mehracheigen Fahrzeugen, die beispielsweise drei Differentialbremsen haben, eine gleichmässlge Beaufschlagung aller drei DIfferentialbremeen. Die Feder, über die der Kolben dee Geberzylinders beaufschlagt wird, sorgt auf einfache Weise für eine Nachgiebigkeit für den Fall, dass eine Differentlalbremee einen Planechleg haben sollte. Sie stellt auch eine Sicherung gegen das Ausfallen des hydraulischen Betätigungssysteme infolge von Leckverlusten der,

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Be-Schreibung der Zeichnung hervor. Die Zeichnung zeigt beispielsweise Aueführungsformen von Differentialbremsen gemüse der Erfindung mit einem Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Aueführungsform, bei der die Differentielbremee als Konusbremse ausgebildet ist, deren konische Bremstrommel eich ausserhalb des Differentialgehäuses befindet.

Fig. 2 zeigt in schematiecher Darstellung einen dreiachsigen geländegängigen Lastkraftwagen, von dem angenommen wird, daas eile Achsen angetrieben und mit einer Differentialbremse versehen sind.

Fig. 3 zeigt ein Schema des hydraulischen Betätigungesysteme für die drei Differentialbremeen des Lastkraftwagens nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform,

bei der die Differentialbremse als Lamellenbremse ausgebildet let und zwar so, dass sie ausserhalb dee Differentialgehausee liegt und direkt von dem axial verschiebbaren mittel beaufschlagt werden kann.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der die Differentialbremae ale Konusbremse ausgebildet ist, deren konischer Bremering sich innerhalb des Differentialgehäuses befindet, dessen Beaufschlagung über axial im Differentialgehäuse verschiebbar gelagerte Bolzen erfolgt.

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Im Inneren des Differentialgehäuses 4 befinden sich die Planetenräder 5 und die mit den Antriebswellen 16 für die Räder des Kraftfahrzeuges drehfest verbundenen Differentialkegelräder 6. Das Differentialgehäuse 4 ist über die Wälzlager 17 im Achsgehäuse 1 gelagert; es wird durch den Triebling 3 und das Tellerrad 2 angetrieben. Der Aussendurchmesser des Tellerrades 2 ist mit einer konischen Bremsfläche 8 versehen, die mit. der konischen Bremstrommel 7 die Differentialbremse bildet. Die konische Bremstrommel 7 ist in der Verzahnung 18, durch die sie drehfest mit dem Schild 14 verbunden wird, axial verschiebbar. Das Schild ist über die Verzahnung 15 drehfest mit der Radantriebsufelle 16 verbunden. Bei Geradeausfahrt laufen das Tellerrad 2, die Bremstrommel 7, das Schild 14 und die Radantriebsiuelle 16 mit gleicher Drehzahl und das Wälzlager 20 vollführt keine Relativbewegung. Durch Anziehen des Handhebels 26 wird über die Feder 21 eine Kraft auf den Kolben 23 des Geberzylinders 22 ausgeübt, wodurch die Flüssigkeit im hydraulischen Betätigungssystem unter einen Druck gesetzt wird, der sich gleichmässig auf alle Ringkolben 11, die Dichtungen 13 aufweisen und die sich in einer Ringnut 12 des Achsgehäuses 1 befinden, verteilt. Der hydraulisch beaufschlagte Ringkolben 11 ist auf seiner dem Ausgleichsgetriebe zugekehrten Stirnseite zur Aufnahme eines Wälzlagers 19 ausgebildet und beaufschlagt die konische Bremstrommel 7 der Differentialbremse. 9 ist eine Verbindungsleitung des hydraulischen Betätigungssystems und 10 ein Anschlussnippel. Das Anzeigegerät 25 ist über die Verbindungsleitung 24 mit dem hydraulischen Betätigungssystem verbunden.

Der Flansch 34 der Lamellenbremse, mit dem die Lamellen 33 drehfest verbunden sind, ist drehfest mit dem Differentialgehäuse 36 verbunden. Dar Flansch 29 der Lamellenbremse, mit dem die Gegenlamellen 35 drehfest verbunden sind, ist drehfest über die Verzahnung 28 mit der Radantriebswelle

verbunden.

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Der hydraulisch beaufschlagte Ringkolben 30 drückt über das Wälzlager 31 und den Druckring 32 das Paket der Lamellen und Gegenlamellen während des Bremsens zusammen.

Das Differentialgehäuse 37 weist eine kegelige Reibfläche 38 auf, die zusammen mit dem konischen Bremsring 39 die Differentialbremse bildet. Der konische Bremsring 39 ist über die Verzahnung 40 drehfeat mit dem Differentialkegelrad 48 verbunden. Der hydraulisch beaufschlagte Ringkolben 47 drückt über das Wälzlager 46 und den Druckring 45 auf die Bolzen 44, die axial verschiebbar im Deckel 42 des Differentialgehäuses 37 gelagert sind, wodurch auf den Druckring 43 eine Kraft ausgeübt wird, die über das Wälzlager 41 auf den konischen Bremsring 39 übertragen wird.

Patentansprüche;

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Claims

1. Differentialbremse für Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment der Differentialbremse vom Fahrer des Kraftfahrzeuges durch hydraulisch oder mechanisch betätigte mittel mährend der Fahrt u/illkürlich verändert u/erden kann.

2. Differentialbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die willkürliche Veränderung des Bremsmomentes durch ein innerhalb des Achsgehäuses (1) angeordnetes und axial verschiebbares mittel (11, 30, 47) erfolgt, welches die vom Fahrer aufgebrachte Handoder Fußkraft oder aber die von einem Hilfsaggregat kommende Betätigungskraft auf die Differentialbremse weiterleitet.

3. Differentialbremae nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses axial verschiebbare mittel (11, 30, 47) als hydraulisch beaufschlagter Ringkolben ausgebildet ist, dessen dem Ausgleichsgetriebe zugekehrte Stirnseite zur Aufnahme eines Wälz- oder Gleitlagers (19, 31, 46) ausgebildet ist.

4. Differentialbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (23) des Geberzylinders (22) die hydraulischen Betätigungssystems über federnde mittel (21) beaufschlagt ttird.

5. Diffferentiäibremie nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dir Druck des hydraulischen BetM-tigungfeiyetemfi auf fein Il Blickfeld des Fahrer* des Kraftfahrzeuges liegendes, eine Skala Und einen Zeiger auftofeisendls instrument (25) übertragen ttlrd, und dftst die Einteilung und die Beschriftung der Skala geeignet

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sind, den jeweiligen, das Ausgleichsgetriebe beeinflussenden Sperrfaktor erkennen zu lassen.

6. Differentialbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie in an sich bekannter Uleise als Konusbremse ausgebildet ist, deren konische Bremstrommel (7) ausserhalb des Differentialgehäuses (4) axial verschiebbar so angeordnet ist, dass sie direkt von dem axial verschiebbaren mittel (11) beaufschlagt werden kann.

7. Differentialbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie in an sich bekannter Weise als Konusbremse ausgebildet ist, deren konischer Bremsring (39) sich innerhalb des Differentialgehäuses (37) befindet, und das· die Beaufschlagung dieses konischen Bremeringes (39) über axial im Differentialgeha'use (37, 42) verschiebbar gelagerte Bolzen (44) erfolgt.

8. Differentialbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie in an sich bekannter Weise als Lamellenbremse ausgebildet ist und zwar so, dass sie ausserhalb des Differentialgehäuses (36) liegt und direkt von dem axial verschiebbaren mittel (30) beaufschlagt werden kann.

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